Cosine Error Elimination Method for One-Dimensional Convex and Concave Surface Profile Measurements
Cosine Error Elimination Method for One-Dimensional Convex and Concave Surface Profile Measurements
复制标题
一维凸凹表面轮廓测量的余弦误差消除方法
DOI：
10.1115/1.4046078
复制
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Lee, ChaBum
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Guo, Xiangyu;Han, Jaemin;Lee, ChaBum
本文提出了一种通过在精密主轴中集成位移探头来消除精密凹凸表面测量中的余弦误差的新方法。表面轮廓测量中的余弦误差来自测量轴和运动轴之间的角度失准，会对测量精度产生负面影响，尤其是在光学表面测量中。校正乘法器可以解决球面测量的这个问题，但在复杂光学表面测量的情况下，无法消除余弦误差，因为当前的工具不能沿垂直于测量平面的方向测量此类表面。由于位移探头放置在主轴轴线上，主轴误差运动会影响反射镜、透镜等光学元件的形状精度和表面粗糙度测量，而位移探头将测量主轴误差运动和光学表面几何形状的组合。这里采用一维凹、凸、空心测量目标，通过将探头始终垂直于被测表面对准主轴上，从根本上消除余弦误差，并对反转法得到的空气静压轴承主轴旋转误差进行补偿。结果表明，该测量方法不仅可以消除余弦误差，而且可以快速方便地进行大面积扫描。此外，还讨论了测量不确定性和对未来工作的进一步考虑。
This paper presents a novel method to eliminate cosine error in precision concave and convex surface measurement by integrating a displacement probe in a precision spindle. Cosine error in surface profile measurement comes from an angular misalignment between the measurement axis and the axis of motion and negatively affects the measurement accuracy, especially in optical surface measurements. A corrective multiplier can solve this problem for spherical surface measurement, but cosine error cannot be eliminated in the case of complex optical surface measurement because current tools do not measure such surfaces along the direction normal to the measurement plane. Because the displacement probe is placed on the spindle axis, the spindle error motion will affect the shape precision and surface roughness measurement of optical components such as mirrors and lenses, and the displacement probe will measure a combination of the spindle error motion and the geometry of optical surfaces. Here, the one-dimensional concave, convex, and hollow measurement targets were used, and cosine error was fundamentally eliminated by aligning the probe on the spindle always normal to the measured surface, and compensation was made for the aerostatic bearing spindle rotational error obtained by the reversal method. The results show that this proposed measurement method cannot only eliminate cosine error but also scan the large area quickly and conveniently. In addition, measurement uncertainty and further consideration for future work were discussed.
登录
查看更多内容
使用重复控制和自适应前馈取消的滚动轴承悬挂主轴跳动控制
DOI：
--
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
--
作者：
Jonghyun Kim;Su Zhao;G. Kim;Sun
通讯作者：
Sun
超精密机床上圆柱表面轮廓的精密测量
DOI：
--
发表时间：
2009
期刊：
MEASUREMENT SCIENCE REVIEW Vol.9, No.3
影响因子：
--
作者：
Ayami Takata;Ryuji Oshima;Yasushi Shoji;Yoshitaka Okada;岡田真帆;岡田真帆;岡田真帆;岡田真帆;志田雅宏;志田雅宏;志田雅宏;志田雅宏;Young Jin Noh;J.C.Lee
通讯作者：
J.C.Lee
现代计量关注
DOI：
--
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
--
作者：
L. Cocco
通讯作者：
L. Cocco
用于表面轮廓超精密测量的单步空间旋转误差分离技术。
影响因子：
1.9
作者：
Maosheng Hou;Lirong Qiu;Weiqian Zhao;Fan Wang;E. Liu;Lin Ji
通讯作者：
Lin Ji
精密纳米计量学
DOI：
--
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
--
作者：
坂本信;牧岡諒太;笹川圭右;田邊裕治;吉田秀義;小林公一;Wei Gao
通讯作者：
Wei Gao